DE2838066C3

DE2838066C3 - Einrichtung zur kontinuierlichen Feuchtigkeitsbestimmung von Erzfeinsorten

Info

Publication number: DE2838066C3
Application number: DE19782838066
Authority: DE
Inventors: Dorota Dipl.-Phys. Tychy-Imielin Guzenda Geb. Palka; Jerzy Dr.-Ing. Kalinski; Andrzej Kostorz; Jacek Dipl.-Ing. Kowalczyk; Adam Dipl.-Ing. Kucharczyk; Stanislaw Dipl.-Ing. Piaseczno Kulinski; Jerzy Dipl.-Ing. Madziar; Wladyslaw Dr.-Ing. Mironowicz; Andrzej Dipl.- Ing. Kattowitz Skrzypek; Jerzy Dipl.-Ing. Warschau Szarecki; Wieslaw Dipl.-Phys. Tychy Zielinski
Original assignee: OSRODEK BADAWCZO-ROZWOJOWY SYSTEMOW MECHANIZACJI ELEKTROTECHNIKI I AUTOMATYKI GORNICZEJ KATTOWITZ (POLEN)
Current assignee: OSRODEK BADAWCZO-ROZWOJOWY SYSTEMOW MECHANIZACJI ELEKTROTECHNIKI I AUTOMATYKI GORNICZEJ KATTOWITZ (POLEN)
Priority date: 1977-09-17
Filing date: 1978-08-31
Publication date: 1981-02-05
Also published as: DE2838066A1; FR2403554A1; GB2004371B; DE2838066B2; GB2004371A; PL114948B1; PL200923A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur kontinuierlichen Feuchtigkeitsbestimmung von Erzfeinsorten, insbesondere von Steinkohlengrus, unmittelbar auf einem Bandförderer unter Ausnutzung der elektromagnetischen Mikrowellenstrahlung und Anwendung des Reflexionsverfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es sind Einrichtungen bekannt, die eine Durchleuchtung einer Kohlenschicht mit einem Mikrowellenstrahl unveränderlicher Stärke unmittelbar auf dem Bandförderer anwenden.

Die Einrichtung ist mit einer profilierten, tief in die Schicht der zu untersuchenden feinkörnigen Kohle eingetauchten Rinne versehen, in welcher einer der zwei Fühler angeordnet ist. Die aus dem Sender abzugebende Mikrowellenstrahlung durchleuchtet die Kohlenschicht samt Förderband und wird von einem unter dem Band angeordneten Empfänger aufgefangen. Das Ausgangssignal aus dem Empfängerfühler wird in einer Rechenmaschine verarbeitet.

Ein Nachteil der Einrichtung besteht in der Notwendigkeit der Konstanthaltung der Schiehtstärke zwischen den Fühlern und in der schnellen Abnutzung der im Kontakt mit dem Untersuchungsmaterial verbleibenden Teile.

Es ist auch ein System bekannt, das das Mikrowellenabsorptionsverfahren zur Feuchtigkeitsmessung von Materialien ausnutzt, welches durch Führungselemente für die elektromagnetischen Wellen mit dem die Mikrowellenstrahlung abgebenden Sender verbundene Strahlungsquellen benutzt, wobei die Strahlung nach dem Durchgang durch die zu untersuchende Materialschicht zu dem Empfänger gelangt Das Ausgangssignal "> wird von dem Empfänger über den Detektionskopf dem Feuchtigkeitsmesser zugeführt

Ein Nachteil besteht dabei in der Notwendigkeit der Konstanthaltung der Dicke der zu untersuchenden Erzschicht da die Genauigkeit der Messung davon

in abhängt In diesem Zusammenhang ist ein solches System für den Einsatz in Gruben nicht geeignet wo eine hinsichtlich ihre Dicke genau bestimmte Erzprobe zwischen die Strahler eingelegt und die Feuchtigkeitsmessung durchgeführt wird.

'? Aus »Feingerätetechnik«, 23. Jahrgang, Heft 1, 1974, S. 11 —15 ist es bereits bekannt zur industriellen Mikrowellenfeuchte-Messung ein Reflexionsverfahren zu verwenden, wobei eine Sende-Empfangs-Antenne verwendet wird und die Meßeinrichtung aus einem Meßfühler, einem Mikrowellenwandler und einer Auswerteinheit besteht

Ferner ht aus der DE-AS 12 38 243 eine Mikrowellen-Feuchte-Meßeinrichtung bekannt die einen Mikrowellengenerator aufweist durch den die Mikrowellen über einen Wellenleiter und einen Richtungskoppler einem Mikrowellen-Abstrahler zugeführt werden, der zugleich zum Empfang der· aus dem Prüfling reflektierten Mikrowellen als Reflexionsfühler dient Dabei ist im Mikrowellenleiter ein verstellbarer Mikrowellendämpfer angeordnet und die reflektierten Mikrowellen werden einem Mikrowellendetektor zugeführt, dessen elektrische Ausgangssignale an eine Meß- und Anzeigeeinheit weitergegeben werden.
Schließlich ist auch aus der DE-OS 21 46 926 eine Einrichtung zur Messung der Feuchtigkeit von schüttbaren Stoffen, wie Sand, Zucker, Zement und Getreide bekannt, bei welcher die von einem UHF-Generator erzeugten, elektromagnetischen UHF-Schwingungen von einer Sendeantenne durch den zu prüfenden schüttbaren Stoff über eine Empfangsantenne zu einer Registriereinrichtung gelangen, wobei zur Messung der Feuchtigkeit ein Klystron-Generator mit innerer Rückkopplung verwendet wird, und ein Justier-Dämpfungsglied dazu dient, einen bestimmten Pegel der erzeugten elektromagnetischen Schwingungen einzustellen und ein Phasenschieber zur periodischen Überprüfung der Arbeit der Meßeinrichtung vorhanden ist
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die

^ Einrichtung zur kontinuierlichen Feuchtigkeitsbestimmung von Erzfeinsorten derart auszubilden, daß im Meßfeld eine konstante Verdichtung und unabhängig von Dickenänderungen der Erzschicht ein konstanter Abstand zwischen dem Mikrowellen-Abstrahler und der ebenen Erzschicht gewährleistet ist und daß der Meßablauf automatisiert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Pendelkonstruktion vorgesehen ist, von der ein am unteren Ende des Pendels angeordneter Schuh auf

to der Oberfläche des zu untersuchenden Erzes aufliegt und die ein Parallelogrammgestänge aufweist, an dem das Pendel aufgehängt und an dem der den Mikrowellengenerator und -detektor aufweisende Mikrowellenwandler samt dem Mikrowellen-Abstrahler und -Refle-

t>5 xionsfühler befestigt ist, und daß die Anzeigeeinheit mit einem ein Startsignal auslösenden Fühler für die Bewegung des Förderbandes und einein Fühler für die Stärke der Erzschicht verbunden und derart ausgebildet

ist, daß sie neben dem Feuchtigkeits-Momentanwert den Mittelwert für den letzten Meßzyklus in Ziffern anzeigt.

Die oben beschriebene Zusammensetzung der einzelnen Baugruppen und Einheiten zu einem 'System ermöglicht die Durchführung aller Phasen des Meßzyklus, und zwar von einer entsprechenden Vorbereitung einer ebenen Erzschicht auf dem Bandförderer und einem automatischen Messungsbeginn bis zur Endanzeige des Ziffernergebnis-Mittelwertes. Die bestimmten Funktionen der einzelnen Blocks und Einheiten und ihre Zusammenarbeit im System erlauben es automatisch, kontinuierlich, kontaktlos und sofort die Feuchtigkeit von beliebigen Partien von Erzfeinsorten unmittelbar auf dem Bandförderer zu bestimmen.

Zu den weiteren Vorteilen des Systems, außer den oben genannten technologischen Merkmalen, zählen die einfache Bedienung, große Betriebssicherheit und — Stabilität mit einer Möglichkeit der sofortigen Behebung eventueller Ausfälle, Fernsteuerungs- und Fernbeobaditungsmöglichkeit des Systembetriebes, Arbeitssicherheit im Zusammenhang mit einer geringen Stärke der eingesetzten Strahlung und einem konzentrierten Meßfeld. Ebenso die Möglichkeit, dank der kontinuierlichen Messung der großen Masse des geförderten Erzes ein genaues Ziffernergebnis zu erhalten. Das besprochene System kann, unabhängig von seinen Hauptfunktionen, in die größeren Selbstregelungssysteme oder Steuersysteme verschiedener technologischer Prozesse eingeschaltet werden.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels, welches in der beigefügten Zeichnung dargestellt ist, näher beschrieben.

Die Zeichnung zeigt einen Blockschaltplan der Schaltung der einzelnen Baugruppen für ein System zur kontinuierlichen Feuchtigkeitsbestimmung von Erzfeinsorten nach dem Reflexionsverfahren.

Über einem Bandförderer 11 befindet sich eine Pendelkonstruktion 1 zur Vorbereitung der Erzschicht für die Messung. Ein Schuh 9 der Pendelkonstruktion 1 liegt auf der Oberfläche des geförderten Erzes 10 und gewährleistet dessen konstante Verdichtung im Meßfeld. Auf der Pendelkonstruktion 1 befindet sich derart ein Mikrowellenwandler 3 und ein damit verbundener Reflexionsfühler 2, daß unabhägig von den Dickenänderungen der Erzschicht auf dem Förderer ein konstanter Abstand zwischen dem Strahler und der ebenen Erzschicht gewährleistet ist. Der Reflexionsfühler 2 besteht aus Wellenleiterelementen, einem Ferrit-Zirkulator, einem Hornstrahler, einem Phasenschieber und einem Mikrowellendämpfer.

Die in einer Einkreistriftröhre (oder einer Gun-Diode) hergestellte Strahlung wird durch die Wellenleiter dem Reflexionsfühler 2 zugeführt, wo sie durch den Ferrit-Zirkulator iü dem Strahler gelangt. Von dort wird sie in den Meßraum ausgestrahlt, wobei die Triftröhre im Mikrowellenwandler 3 angeordnet ist. Die von der Erzschicht 10 reflektierte Strahlung gelangt zurück zum Strahler und von dort durch den Ferrit-Zirkulator, Phasenschieber und Mikrowellendämpfer wieder zum Mikrowellenwandler 3, wo ihre Detektion erfolgt. Der Phasenschieber und der Mikrowellendämpfer erlauben die Auswahl eines optimalen Arbeitspunktes des ganzen Systems. Die Anordnung des Dämpfers im die reflektierte Strahlung dem Mikrowellenwandler 3 zuführenden Zweig gewährleistet die Einhaltung konstanter Strahlungsstärke im Meßbereich. Dia aus der Detektion der Mikrowellenradiation erhaltenen elektrischen Signale werden durch den Kabelweg aus dem Mikrowellenwandler 3 der Meßeinheit 4 zugeführt, an deren Ausgang die Analogsignale, nämlich das Strom- und das Spannungssignal erscheinen, die proportional zum Feuchtigkeitsgehalt der

in untersuchten Erzpartie sind Diese Signale werden der Ziffernergebnis-Mittelwert- und Anzeige-Einheit 5 zugeführt, wo deren Endumwandlung erfolgt. Diese führt zur Anzeige des Endergebnisses, welches den Feuchtigkeitsmittelwert des während des Meßzyklus

Ii unter dem Reflexionsfühler 2 verlagerten Erzes 10 darstellt. Die Ziffernergebnis-Mitlelwert- und Anzeige-Einheit 5 kann in einem gesonderten Raum in einer Entfernung von 150—200 m des Kabelweges von dem Meßstand auf dem Bandförderer 11 aufgestellt werden.

Diese Einheit 5 enthält: Tochter-Anzeigen, die die Fernbeobachtung des Betriebes des ganzen Systems ermöglichen, Kalibrierpotentiometer zur Programmierung der Umwandlung der Strom- und Spannungsanzeigen auf den prozentuellen Feuchtigkeitsgehalt und die Drucktasten zur Steuerung des System-Betriebes. Eine Hilfsfühler-Einheit 6 und 7 zeigt die Bewegung des Förderbandes und die Anwesenheit der notwendigen Erzschichtdicke auf dem Bandförderer an und steuert unmittelbar den Betrieb der Ziffern^rgebnis-Mittel-

jo wert- und Anzeige-Einaeit 5, indem sie automatisch die Messung mit dem Moment der Betätigung des Bandförderers 11 mit der Kohlenschicht von erforderlicher Stärke startet und im Moment der Stillsetzung des Bandförderers 11 oder ^;m Fa¹Ie des Mangels der

Jt entsprechenden Schichtstärke auf dem Bandförderer 11 unterbricht

Zusätzlich kann in dem System der Messungsbeendigungsfühler 8 eingesetzt werden, der in der Einheit 5 das Anzeigen des Ziffernergebnis-Mittelwertes automatisch betätigt, wenn zum Beispiel die Aufladung des einzelnen Wagens oder der Ablauf der bestimmten vorgewählten Messungszeit beendet ist.

Die Bedienung des Systems ist auf die Betätigung der in der Ziffernergebnis-Mittelwert- und Anzeige-Einheit 5 angeordneten Drucktasten »Start« unJ »Mittelwert« beschränkt. Durch Eindrücken der Drucktaste »Start« wird das System für den Beginn einer neuen automatischen Messung vorbereitet. Die Drucktaste »Mittelwert« hingegen erlaubt es, im beliebigen Moment den Mittelwert des Ziffernergebnisses des letzten Meßzyklus zu erhalten. Während des Ablaufes des Meßzyklus werden die Momentanwerte der Feuchtigkeit des unter dem Reflexionsfühler 2 geförderten Erzes angezeigt.

Die Inbetriebnahme des Systems in einer bestimmten industriellen Anlage erfordert eine einmalige Kalibrierung, unter Berücksichtigung der Erzeigenschaften und der am Aufstellungsort des Systems herrschenden Bedingungen.

Das erfundene System findet Anwendung in Heizkraftwerken, Kraftwerken und Verarbeitungswerken zur automatischen Bestimmung insbesondere von durch Bandförderer geförderten Steinkohlenfeinsorten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur kontinuierlichen Feuchtigkeitsbestimmung von Erzfeinsorten unter Ausnutzung von elektromagnetischer Mikrowellenstrahlung mit einem Mikrowellengenerator, durch den Mikrowellen über einen Wellenleiter und einen Richtungskoppler einem Mikrowellen-Abstrahler zugeführt werden, der zugleich zum Empfang der aus dem Prüfling reflektierten Mikrowellen als Reflexionsfühler dient, der einen Mikrowellendämpfer und einen Phasenschieber aufweist und die reflektierten Mikrowellen einem Mikrowellen-Detektor zuführt, dessen elektrische Ausgangssignale an eine Meß- und Anzeigeneinheit weitergegeben werden, dadurch gekennzeichnet, daß eine Pendelkonstruktion (1) vorgesehen ist, von der ein am unteren Ende des Pendels angeordneter Schuh (9) auf der Oberfläche des zu untersuchenden Erzes (10) aufliegt vrd die ein Parallelogrammgestänge aufweist, an dem das Pendel aufgehängt und an dem der den Mikrowellengenerator und -detektor aufweisende Mikrowellenwandler (3) samt dem Mikrowellen-Abstrahler und -Reflexionsfühler (2) befestigt ist, und daß die Anzeigeeinheit (5) mit einem ein Startsignal auslösenden Fühler (6) für die Bewegung des Förderbandes (11) und einem Fühler (7) für die Stärke der Erzschicht (10) verbunden und derart ausgebildet ist, daß sie neben dem Feuchtigkeits-Momentanwert den Mittelwert für den letzten Meßzyklus in Ziffern anzeigt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ziiferner^ebnis-Mittelwert- und Anzeige-Einheit (5) mit einem Messungsbeendigungsfühler (8) verbunden ist.